PVA復合酶膜反應器在月桂醇硬脂酸酯合成中的應用研究.pdf

1、PVA復合酶膜是一種同時兼有催化和分離雙功能的復合膜。該膜在完成酶和膜結(jié)合的同時又不改變兩者的特征本質(zhì)，在滲透汽化過程(PV)的協(xié)助下，將酶促反應和膜分離兩個相對獨立的過程耦合到一張膜上。通過在線去除產(chǎn)物或副產(chǎn)物，避免副反應的發(fā)生，提高反應轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，強化反應過程。本文在前期研究基礎上，制備了PVA復合酶膜，并將其用于酶膜反應器(EMR)耦合月桂醇硬脂酸酯的合成反應中，主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)確定了PVA復合酶膜的最佳

2、成膜條件。其中，以PES膜為支撐層，MA和PVA的摩爾比為1∶10，2wt.％的PVA鑄膜液浸漬3次，成膜后100℃處理1h制備的分離活性層（PVA/PES膜）分離性能最優(yōu)。在此基礎上采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)換法進行了PVA復合酶膜催化層的制備，當鑄膜液中PVA濃度為5wt.％，假絲酵母脂肪酶含量為2wt.％，戊二醛濃度為0.1wt.％，飽和硫酸銨溶液為凝固劑，葡聚糖為添加劑，成膜性能最佳。
　　 (2)對酶膜性質(zhì)考察結(jié)果表明，酶分子經(jīng)

3、膜負載后穩(wěn)定性均有不同程度的提高。其中，50℃處理60min，游離酶相對活性僅為8％，而酶膜仍高達90％;相同pH值條件下，酶膜活性比游離酶提高近20％;另外，在水解橄欖油連續(xù)操作8個批次后，酶膜相對活性為88％，表現(xiàn)出較好的重復利用性;儲存14天后，酶膜相對活性仍然在保持在80％，相比游離態(tài)酶顯著延長了儲存時間。采用滲透汽化分離丁醇/水體系對PVA復合酶膜的分離性能進行測試的結(jié)果表明，PVA/PES膜在負載酶層后，酶膜通量和分離因子略

4、有下降，但其良好的分離性能依舊可以通過PV過程在線脫除酯化反應生成的微量水。
　　 (3)采用PVA復合酶膜反應器對月桂醇硬脂酸酯的合成反應進行了研究。首先，PVA復合酶膜原位催化合成實驗的結(jié)果表明，以環(huán)己烷為介質(zhì)，給酶量45U，反應摩爾比1∶1，底物硬脂酸濃度0.1mol·L-1，反應溫度在35-50℃的范圍內(nèi)，得到硬脂酸最終轉(zhuǎn)化率為61％。其次，利用EMR進行反應分離耦合實驗，40℃下反應12h硬脂酸轉(zhuǎn)化率為83％，相比同條